本论文主要讲述了我博士期间主要参与的基于超冷6Li-41K原子的四个实验研究工作。论文一开始首先先从Feshbach共振附近的超冷原子和光晶格中的超冷原子两个方面,简单介绍了超冷原子实验是如何发展成为当今研究强关联多体系统的理想平台。紧接着,本人在论文的第二章中简单介绍了玻色气体和费米气体的基本性质、强相互作用费米气体膨胀动力学和Feshbach共振技术;在第三章中主要分别介绍了光阱与光晶格的基本概念、光晶格中的能带理论和费米哈伯德模型。从第四章开始进入超冷原子实验的介绍。首先简单介绍了我们超冷6Li-41K实验平台。随后详细介绍了本人主要参与的四个实验工作。第一个工作是简并玻色气体在d波势形共振附近的研究。我们利用非弹性原子损失谱观测到了 41K玻色气体d波共振的三劈裂结构,同时利用磁场共振调制的方法测量了 d波分子的束缚能,与多通道量子亏损理论的计算结果一致,直接证明了我们观测到了一个可调谐的宽的d波势形共振。通过测量发现,原子团在共振附近的寿命比多体的典型平衡时间要长得多。通过对磁场扫描穿越共振点后激发的呼吸模振荡的测量和分析,间接证明了在磁场扫描过程中产生了一种低温原子-分子混合物。第二个工作是马鞍形势场中强相互作用费米超流的类振荡膨胀行为的研究。我们在费米子的BEC-BCS渡越区研究了雪茄型光偶极阱束缚的费米超流体在马鞍形势场中的膨胀行为。在0.06（1）TF的低温下,原子团会经历30 ms以上的各向异性流体动力学膨胀过程,表现出水平面两个方向上的反相振荡行为。通过利用超流流体力学方程对原子团的膨胀动力学过程的分析,我们可以提取出费米超流指数型状态方程的有效指数因子γ。γ在BEC-BCS渡越区表现出非单调的行为,并在共振点处和BEC端处与理论计算的结果相吻合。第三个工作是6Li-41K超精细态非弹性碰撞导致的态变化的研究。我们发现处于最低塞曼基态的6Li原子与处于最高塞曼基态的41K原子之间存在非弹性的超精细态变化的碰撞,并直接观测到了碰撞后的产物和测量了自旋态变化的动力学过程。基于两体碰撞模型,我们通过对数据的拟合获得了自旋变化率,与多通道量子亏损理论的计算结果吻合较好。此外,我们还从自旋态变化的动力学过程中提取出了 6Li-41K自旋初态组合的接触参数,与弱相互作用极限下一阶微扰理论得到的结果一致。最后一个工作是光晶格的搭建和基本探测技术的发展。主要介绍光晶格前期的准备工作,为未来光晶格中的掺杂哈伯德模型相图的量子模拟和高温超导体的内在机制的探索提供技术支持。工作主要包括三维光晶格和一维超晶格光路的搭建、晶格的调节和标定,以及光晶格系统中的基本探测技术的发展。